專利名稱：一種磁場檢測裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測技術(shù)，更具體地說，涉及一種磁場檢測裝置和方法。
背景技術(shù)：
外加強(qiáng)磁場可能影響產(chǎn)品的正常工作，例如，電表、煤氣表等計(jì)量設(shè)備周圍放置磁性裝置(如電磁鐵)或給線圈加強(qiáng)電流產(chǎn)生的外加強(qiáng)磁場，會使計(jì)量設(shè)備工作異?；蛲Ｖ构ぷ鳎o相關(guān)單位造成損失。因此，在許多產(chǎn)品上都需要配備磁場檢測裝置。
當(dāng)前的磁場檢測通常采用干簧管、霍耳傳感元件等來實(shí)現(xiàn)，但檢測效果都不理想。其中，干簧管對磁場的方向性非常敏感，且由于干簧管是一開關(guān)量輸出，靈敏度不易控制。而霍耳傳感元件同樣也存在方向性太敏感的問題，在某些方向和角度不能檢測出準(zhǔn)確的磁場強(qiáng)度值，這樣一來檢測裝置也就不能準(zhǔn)確檢測出可能存在外加強(qiáng)磁場。如果使用多個(gè)霍耳器件分別檢測不同方向的磁場強(qiáng)度值，則處理電路會非常復(fù)雜，電路的成本也就相應(yīng)增高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可準(zhǔn)確檢測出外加強(qiáng)磁場存在的磁場檢測裝置和方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種磁場檢測裝置，包括脈沖發(fā)生器、電壓變換器和輸出整流和濾波單元，所述電壓變換器的初級繞組連接到所述脈沖發(fā)生器上，所述電壓變換器的次級繞組連接到所述輸出整流和濾波單元上。
在本發(fā)明所述的磁場檢測裝置中，在所述脈沖發(fā)生器和所述電壓變換器的初級繞組之間連接有脈沖驅(qū)動(dòng)器。
在本發(fā)明所述的磁場檢測裝置中，所述脈沖驅(qū)動(dòng)器包括第一三極管、第二三極管和偏置電阻，所述第一三極管的基極、集電極和發(fā)射極分別連接所述脈沖發(fā)生器、直流電源和所述電壓變換器的初級繞組的同名端，所述第二三極管的基極和發(fā)射極分別連接所述脈沖發(fā)生器和所述電壓變換器的初級繞組的同名端，所述第二三極管的集電極連接到所述電壓變換器的初級繞組的異名端，同時(shí)接地，所述偏置電阻連接到所述脈沖發(fā)生器和所述電壓變換器的初級繞組的同名端之間。
在本發(fā)明所述的磁場檢測裝置中，所述輸出整流和濾波單元包括電容和二極管，所述二極管的輸入端和輸出端分別連接到所述電壓變換器的次級繞組上，所述電容連接在所述二極管的輸出端和所述電壓變換器的次級繞組之間，所述第二電阻并聯(lián)連接在所述電容兩端。
在本發(fā)明所述的磁場檢測裝置中，所述電壓變換器中鐵芯的形狀為環(huán)形、口形、E-E形、E-I形、罐形或棒形。
本發(fā)明還提供了一種磁場檢測方法，包括如下步驟S1、脈沖發(fā)生器生成的交流電流經(jīng)過電壓變換器的初級繞組時(shí)，驅(qū)動(dòng)所述電壓變換器的次級繞組生成實(shí)際交流電流；S2、輸出整流和濾波單元對所述實(shí)際交流電流進(jìn)行整流濾波，得到實(shí)際直流輸出電壓值；S3、比較所述實(shí)際直流輸出值和標(biāo)準(zhǔn)直流輸出電壓值的大小，判斷是否存在外加磁場。
在本發(fā)明所述的磁場檢測方法中，所述標(biāo)準(zhǔn)直流輸出電壓值是所述電壓變換器僅在所述脈沖發(fā)生器生成的交流電流驅(qū)動(dòng)時(shí)，在無外加磁場的情況下生成的標(biāo)準(zhǔn)交流電流經(jīng)所述輸出整流濾波單元整流濾波得到的直流輸出電壓值。
在本發(fā)明所述的磁場檢測方法中，所述脈沖發(fā)生器生成的交流電流在經(jīng)過脈沖驅(qū)動(dòng)器放大后，進(jìn)入所述電壓變換器的初級繞組。
本發(fā)明的有益效果是，通過檢測電壓變換器生成的輸出信號的大小來判斷是否存在外加磁場，由于采用電壓變換器作為磁場檢測器件，電路簡單，成本較低，在檢測過程中沒有檢測死角，輸入驅(qū)動(dòng)信號也可靈活設(shè)置，靈敏度可根據(jù)需要進(jìn)行控制。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖1是本發(fā)明磁場檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明磁場檢測裝置中電壓變換器采用雙線并繞的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明磁場檢測裝置中電壓變換器采用分開纏繞的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明磁場檢測裝置中電壓變換器采用環(huán)形鐵芯的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明磁場檢測裝置中電壓變換器采用E-E形鐵芯的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明磁場檢測裝置中電壓變換器采用E-I鐵芯的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明磁場檢測裝置中電壓變換器采用罐形鐵芯的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明磁場檢測裝置中電壓變換器采用口形鐵芯的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本發(fā)明磁場檢測裝置中電壓變換器采用棒形鐵芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是本發(fā)明磁場檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明所介紹的磁場檢測裝置主要包括脈沖發(fā)生器1、脈沖驅(qū)動(dòng)器2、電壓變換器T和輸出整流和濾波單元3。其中，脈沖發(fā)生器1可由震蕩電路、脈沖發(fā)生專用IC(集成電路)電路或軟件產(chǎn)生；脈沖驅(qū)動(dòng)器2又包括第一三極管Q1、第二三極管Q2、偏置電阻R2和直流電源DC，作為選擇，脈沖驅(qū)動(dòng)器2還可包括起限流作用的第一電阻R1。脈沖驅(qū)動(dòng)器2的作用是對脈沖發(fā)生器1生成的交流電流進(jìn)行放大，即當(dāng)脈沖發(fā)生器1輸出高電平時(shí)，第一三極管Q1導(dǎo)通，在其發(fā)射極輸出放大電流，當(dāng)脈沖發(fā)生器1輸出低電平時(shí)，第二三極管Q2導(dǎo)通，對電壓變換器T的初級繞組放電；輸出整流和濾波單元3包括電容C、二極管D，作為選擇，還可包括負(fù)載R3。輸出整流和濾波單元3的作用是對電壓變換器T的次級繞組生成的交流電流進(jìn)行濾波和整流。
在沒有外加磁場時(shí)，脈沖發(fā)生器1生成的交流電流經(jīng)脈沖驅(qū)動(dòng)器2放大后，驅(qū)動(dòng)電壓變換器T在其次級繞組上輸出標(biāo)準(zhǔn)交流電壓，經(jīng)輸出整流和濾波單元3的二極管D整流后轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)直流電壓，此標(biāo)準(zhǔn)直流電壓值可直接反映出由電壓變換器T生成的磁場強(qiáng)度的大小。在沒有外加磁場的情況下，當(dāng)脈沖發(fā)生器1生成的交流電流相對穩(wěn)定時(shí)，此標(biāo)準(zhǔn)直流輸出值近似為一個(gè)固定值。
當(dāng)存在外加磁場時(shí)，變壓器磁通量發(fā)生變化，導(dǎo)致線圈電流發(fā)生變化，外加磁場與脈沖驅(qū)動(dòng)器2的共同作用會在電壓變換器T的次級繞組上輸出實(shí)際交流電流，經(jīng)輸出整流和濾波單元3的二極管D整流后轉(zhuǎn)換成實(shí)際直流電壓，進(jìn)而在輸出整流和濾波單元3的電容C兩端形成實(shí)際電壓，通過檢測所述電容C兩端的輸出端即可得到實(shí)際直流輸出值，此實(shí)際直流輸出值所反映的則是由電壓變換器T和外加磁場共同生成的磁場強(qiáng)度的大小。由于外加磁場的作用，標(biāo)準(zhǔn)直流輸出值和實(shí)際直流輸出值之間必然存在差異，因此，通過對比標(biāo)準(zhǔn)直流輸出值和實(shí)際直流輸出值的大小，就可判斷出磁場檢測裝置的周圍外加磁場的大小。
圖2和圖3分別是本發(fā)明磁場檢測裝置中電壓變換器T兩種繞線的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，在本發(fā)明的磁場檢測裝置中，電壓變換器T的繞線方法可采用雙線并繞(圖2)或分開繞法(圖3)等方法。例如，當(dāng)使用雙線并繞方法時(shí)，初、次級線間距離最小，可以將漏感減小到最小值。
圖4-圖9分別是可應(yīng)用于本發(fā)明磁場檢測裝置中電壓變換器T鐵芯的7種結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，在本發(fā)明的磁場檢測裝置中，電壓變換器T可使用不同形狀的鐵芯，如圖4中的環(huán)形、圖8的口形、圖5的E-E形、圖6的E-I形、圖7的罐形和圖9的棒形。例如，圖4所示的環(huán)形鐵芯最經(jīng)濟(jì)，同其他形狀的鐵芯相比，磁場檢測裝置的花費(fèi)最低。
本發(fā)明介紹的磁場檢測裝置和方法，采用電壓變換器作為磁場檢測器件，電路簡單，成本較低，在檢測過程中沒有檢測死角，輸入驅(qū)動(dòng)信號也可靈活設(shè)置，靈敏度可根據(jù)需要進(jìn)行控制。
權(quán)利要求
1.一種磁場檢測裝置，其特征在于，包括脈沖發(fā)生器、電壓變換器和輸出整流和濾波單元，所述電壓變換器的初級繞組連接到所述脈沖發(fā)生器上，所述電壓變換器的次級繞組連接到所述輸出整流和濾波單元上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁場檢測裝置，其特征在于，在所述脈沖發(fā)生器和所述電壓變換器的初級繞組之間連接有脈沖驅(qū)動(dòng)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁場檢測裝置，其特征在于，所述脈沖驅(qū)動(dòng)器包括第一三極管、第二三極管和偏置電阻，所述第一三極管的基極、集電極和發(fā)射極分別連接所述脈沖發(fā)生器、直流電源和所述電壓變換器的初級繞組的同名端，所述第二三極管的基極和發(fā)射極分別連接所述脈沖發(fā)生器和所述電壓變換器的初級繞組的同名端，所述第二三極管的集電極連接到所述電壓變換器的初級繞組的異名端，同時(shí)接地，所述偏置電阻連接到所述脈沖發(fā)生器和所述電壓變換器的初級繞組的同名端之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁場檢測裝置，其特征在于，所述輸出整流和濾波單元包括電容和二極管，所述二極管的輸入端和輸出端分別連接到所述電壓變換器的次級繞組上，所述電容連接在所述二極管的輸出端和所述電壓變換器的次級繞組之間，所述第二電阻并聯(lián)連接在所述電容兩端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁場檢測裝置，其特征在于，所述電壓變換器中鐵芯的形狀為環(huán)形、口形、E-E形、E-I形、罐形或棒形。
6.一種磁場檢測方法，其特征在于，包括如下步驟S1、脈沖發(fā)生器生成的交流電流經(jīng)過電壓變換器的初級繞組時(shí)，驅(qū)動(dòng)所述電壓變換器的次級繞組生成實(shí)際交流電流；S2、輸出整流和濾波單元對所述實(shí)際交流電流進(jìn)行整流濾波，得到實(shí)際直流輸出電壓值；S3、比較所述實(shí)際直流輸出值和標(biāo)準(zhǔn)直流輸出電壓值的大小，判斷是否存在外加磁場。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁場檢測方法，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)直流輸出電壓值是所述電壓變換器僅在所述脈沖發(fā)生器生成的交流電流驅(qū)動(dòng)時(shí)，在無外加磁場的情況下生成的標(biāo)準(zhǔn)交流電流經(jīng)所述輸出整流濾波單元整流濾波后得到的直流輸出電壓值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的磁場檢測方法，其特征在于，所述脈沖發(fā)生器生成的交流電流在經(jīng)過脈沖驅(qū)動(dòng)器放大后，進(jìn)入所述電壓變換器的初級繞組。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁場檢測裝置，包括脈沖發(fā)生器、電壓變換器和輸出整流和濾波單元，所述電壓變換器的初級繞組連接到所述脈沖發(fā)生器上，所述電壓變換器的次級繞組連接到所述輸出整流和濾波單元上。本發(fā)明還提供了一種磁場檢測方法，通過檢測電壓變換器生成的輸出信號的大小來判斷是否存在外加磁場，由于本發(fā)明采用電壓變換器作為磁場檢測器件，電路簡單，成本較低，在檢測過程中沒有檢測死角，輸入驅(qū)動(dòng)信號也可靈活設(shè)置，靈敏度可根據(jù)需要進(jìn)行控制。
文檔編號G01R33/02GK101082657SQ20061006085
公開日2007年12月5日 申請日期2006年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月1日
發(fā)明者李長波, 王龍和, 何樂濤 申請人:深圳長城開發(fā)科技股份有限公司